半导体制造之金属化工艺

芯片晶圆在制作时，需要多各个模块或者区域做导电金属层，就有了IC领域的金属化工艺。

金属淀积的方法

金属淀积需要考虑的是如何在硅片表面形成具有良好的台阶覆盖能力、良好的接触以及均匀的高质量金属薄膜。物理气相淀积是金属淀积最常用的方法。

物理气相淀积（PVD）指的是利用某种物理过程实现物质的转移，即原子或分子由源转移到衬底（硅）表面上，并淀积形成薄膜。这一过程没有化学反应发生。

因此溅射法在超大规模集成电路制造中已基本取代蒸发法；但是在分立器件（二极管、三极管等）及要求不高的中小规模集成电路中蒸发还是被广泛应用。比如LED、LD、Vcsel等。

蒸发：材料熔化时产生蒸气的过程。

真空蒸发就是利用蒸发材料在高温时所具有的饱和蒸气压进行薄膜制备。

换句话说，蒸发就是指真空条件下加热蒸发源，将被淀积材料加热到发出蒸气，蒸气原子以直线运动通过腔体到达衬底（硅片）表面，凝结形成固态薄膜。

因为真空蒸发法的主要物理过程是通过加热蒸发材料，使其原子或分子蒸发，所以又称热蒸发。

优缺点

优点

设备简单操作容易、所制备的薄膜纯度较高、成膜速率快、生长机理简单等。

缺点

所形成薄膜与衬底附着力小，台阶覆盖能力差等。

蒸发现阶段主要是用在小规模集成电路及分立器件制造中，另外也被应用在背面镀金上以便更好地提高欧姆接触以及芯片和封装材料的粘合力。

真空系统：为蒸发过程提供真空环境。

真空蒸发过程必须在高真空的环境中进行，否则蒸发的原子或分子与大量残余气体分子碰撞，将使薄膜受到严重污染，甚至形成氧化物或者由于残余分子的阻挡难以形成均匀连续的薄膜。

加热蒸发系统：放置蒸发源的装置，以及加热和测温装置。

对于多层电极膜，就需要用多坩埚设备，可以实现连续镀膜。